KR102230540B1

KR102230540B1 - 몰드 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR102230540B1
Application number: KR1020187026473A
Authority: KR
Inventors: 마크 보르사리
Original assignee: 샌드슨-매클라우드 인코퍼레이티드
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2021-03-23
Also published as: KR20180127978A; US20170258214A1; EP3426090A4; US10463142B2; US11304504B2; US20190350353A1; CN109068836B; EP3426090B1; WO2017155755A1; CN109068836A; EP3426090A1

Abstract

브러시는 와이어 코어; 와이어 코어의 원위 단부 상에 형성된 둥근 팁으로서, 와이어 코어 섹션과 단일체이고 원위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융 또는 용접함으로써 형성되는 둥근 팁; 및 와이어 코의 원위 단부에 볼-소켓 연결을 통해 부착된 몰드 팁을 포함한다.

Description

몰드 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시 및 그 조립 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 그 전체가 여기에 참조되는 2016년 3월 11일자로 출원된 미국 가출원 제62/306,861호의 우선권을 주장한다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 트위스트 인 와이어 브러시(twisted in wire brush)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 몰드 도포기 또는 소제 팁((molded applicator or cleaning tip)을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시 및 관련 조립 방법에 관한 것이다.

용기의 내부 표면을 소제하기 위한 그리고/또는 화장품이나 다른 퍼스널 케어 제품 조성물(personal care product composition)을 도포하기 위한 브러시가 당업계에 잘 알려져 있다. 그러한 브러시의 하나의 유형은 구멍 소제, 샌딩(sanding), 디버링(deburring) 또는 윤활, 튜브 또는 도관 소제, 비커 소제, 권총, 소총 및 산탄총 소제, 의료 장비 소제, 의료 및 치과적 절차, 의료 용도, 마스카라 등을 포함한 퍼스널 케어 제품의 적용을 포함하는(이에 한정되지 않음) 다양한 용도에 공통적으로 사용되는 트위스트 인 와이어 브러시이다. 트위스트 인 와이어 브러시는 나선형 브러시, 연관(tube flue) 브리서, 병 브러시, 파이프 브러시, 보일러 브러시 또는 파워 브러시로도 알려져 있으며, 일반적으로 브러시의 코어를 형성하는 한 쌍의 꼬여진(트위스트) 금속 와이어에 의해 유지 및 고정된 복수의 강모(bristle)로 이루어진다. 강모는 흔히 몇 가지 유형의 아크릴 섬유로 형성되고, 브러시의 코어 또는 길이바향 축으로부터 방사상으로 연장되어, 일반적으로 대략 원통형 외관을 만든다. 하지만, 강모는 특정 용도에 따라 스테인레스 스틸, 황동 또는 청동과 같은 금속, 나일론, 테플론, 폴리프로필렌, 말 또는 돼지 털을 포함하는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 또한, 특정 용처에 따라, 브러시의 단부가 달라질 수 있다. 예를 들어, 브러시는 황삭 팁(rough-cut tip), 둥근 팁(rounded tip), 강모형 팁(bristled tip) 또는 팬 팁(fan tip)을 가질 수 있으며, 긴 단부 또는 핸들, 짧은 단부 또는 링 또는 루프와 같은 다양한 모양을 갖는 마무리 가공된 단부(finished tip)을 가질 수 있다.

다른 브러시는 트위스트 와이어 코어에 제 위치에 유지되는 강모를 갖는 것에 더하여 또는 그 대신으로 브러시의 코어 섹션에 부착되는 플라스틱 또는 고무 강모를 포함하는 몰들 플라스틱 또는 고무 부분으로 이루어진 도포기 또는 소제 팁을 이용할 수 있다. 하지만, 그러한 몰드 팁을 브러시의 코어 섹션에 부착하는 기존의 방법은 종종 신뢰할 수 없을 수 있다. 예를 들어, 그러한 몰드 팁은 브러시의 코어 섹션으로부터 탈착되어 버리기 쉬울 수 있으며, 특히 소제, 디버링 등을 수행하기 위해 상당한 힘이 필요한 의료용 및 총기 소제와 같은 용도에 사용될 때 그러하다. 그러한 용도에서는, 소제 동작에 의해 생성된 힘이 때때로 팁의 탈착 및 트위스트 와이어 코어의 풀림을 야기할 수 있으며, 이는 종종 코어 와이어의 날카롭거나 마멸성의 단부의 노출을 초래하여, 용기가 긁힘이나 기타 손상을 입기 쉽게 만든다. 또한, 팁의 탈착은 소제되거나 디버링되는 용기 내에 예컨대 강모나 캡(cap)과 같은 바람직하지 않은 부스러기가 남는 것을 초래할 수 있다. 따라서, 소제, 디버링, 윤활 등을 수행하는 데 상당한 힘이 요구되는 용처에서의 풀림을 방지하기 위해 이러한 브러시의 구조적 강도를 증가시킬 필요성이 있다.

트위스트 인 와이어 브러시를 형성하기 위한 그리고 특히 몰드 플라스틱 또는 고무 도포기 또는 소제 팁을 갖는 브러시를 형성하기 위한 공지된 기술 및 방법과 관련된 문제점에 비추어, 팁 탈착의 경향이 덜 하고, 신속하고 쉽게 조립될 수 있는 개선된 브러시에 대한 필요성이 있다.

전술한 견지에서, 본 발명의 하나의 목적은 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 트위스트 인 와이어 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 몰드 도포기 또는 소제 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 와이어 코어와 신속하고 용이하게 일체화될 수 있는 몰드 도포기 또는 소제 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 트위스트 와이어 코어와 견고하게 결합되어 유지되는 몰드 도포기 또는 소제 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 브러시는 와이어 코어; 와이어 코어의 원위 단부 상에 형성된 둥근 팁(코어 팁)으로서, 와이어 코어 섹션과 단일체이고 원위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융 또는 용접함으로써 형성되는 둥근 팁(코어 팁); 및 와이어 코의 원위 단부에 볼-소켓 연결을 통해 부착된 몰드 팁을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 몰드 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시를 형성하는 방법은 와이어 코어를 갖는 브러시를 제공하는 단계; 둥근 팁을 형성하기 위해, 와이어 코어의 한쪽 단부에 에너지원을 가함으로써, 한쪽 단부에서 와이어 코어의 일부를 용융시키는 단계; 및 와이어 코어의 한쪽 단부에 볼-소켓형 연결을 통해 몰드 팁을 고정시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 브러시는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 와이어 코어 및 와이어 코어의 근위 단부 및 원위 단부 중의 적어도 하나에 형성되는 대체로 구형인 팁을 포함하는 제1 브러시 부재; 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 와이어 코어 및 와이어 코어의 근위 단부 및 원위 단부 중의 적어도 하나에 형성되는 대체로 구형인 팁을 포함하는 제2 브러시 부재; 및 제1 단부에 제1 소켓을 형성시키고 제2 단부에 제2 소켓을 형성시킨 바디를 갖는 연결 부재를 포함한다. 제1 브러시 부재와 제2 브러시 부재가 함께 직렬 구조로 연결되도록, 제1 브러시 부재의 대체로 구형인 팁이 연결 부재의 제1 소켓 내에 수용되고, 제2 브러시 부재의 대체로 구형인 팁이 연결 부재의 제2 소켓 내에 수용된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 비제한적인 실시예의 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 팁을 갖는 브러시의 사시도이다.
도 2는 도 1의 브러시의 측면도이다.
도 3은 도 2의 3-3 선을 따라 취해진 도 1의 브러시의 단면도이다.
도 4는 도 1의 브러시의 분해도이다.
도 5는 도 4의 5-5 선을 따라 취해진 도 1의 브러시의 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 몰드 팁을 갖는 브러시의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시 사시도이다.
도 8은 도 7의 브러시의 측면도이다.
도 9는 도 8의 9-9 선을 따라 취해진 도 7의 브러시의 단면도이다.
도 10은 도 7의 브러시의 또 다른 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시의 사시도이다.
도 12는 도 11의 브러시의 측면도이다.
도 13은 도 12의 13-13 선을 따라 취해진 도 11의 브러시의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 팁을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시의 사시도이다.
도 15는 도 14의 브러시의 측면도이다.
도 16은 도 15의 16-16 선을 따라 취해진 도 14의 브러시의 단면도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 브러시 팁의 다양한 도면이다.
도 20 내지 도 22는 트위스트 인 와이어 브러시 둥근 팁에 부착된 것으로 도시된 도 17의 브러시 팁의 다양한 도면이다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 대안적인 브러시 팁의 다양한 도면이다.
도 26 내지 도 28은 트위스트 인 와이어 브러시 둥근 팁에 부착된 것으로 도시된 도 23의 브러시 팁의 다양한 도면이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브러시의 사시도이다.
도 30은 도 30의 브러시의 단면도이다.
도 31은 도 29의 브러시의 핸들의 파지부의 사시도이다.
도 32는 도 29의 브러시의 핸들의 커플링 부재의 사시도이다.
도 33은 도 29의 브러시의 핸들의 측면도이다.
도 34는 도 29의 브러시의 연결 요소의 사시도이다.
도 35는 도 34의 연결 요소의 측면도이다.

본 발명은 클리닝 또는 도포기 장치, 보다 상세하게는 몰드 플라스틱 또는 고무 팁을 갖는 브러시에 관한 것이며, 또한 그 제조 또는 조립 방법에 관한 것이다. 이 브러시는 특히 예를 들어 카테터, 관절경 장치, 카메라 등을 청소하는 것과 같이 의료적 용도 등에 있어서의 도관의 내부 표면을 청소하는 데 사용되도록 그리고 소제, 권총, 소총 및 산탄총을 청소하는 데 사용되도록 적합화 되어 있다. 또한, 이 브러시는 예를 들어 마스카라의 도포와 같이 퍼스널 케어 용도 등에 있어서의 조성물의 적용에 사용되도록 적합화 되어 있다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시(10)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 브러시(10)는 스템(stem)을 한정하는 코어 와이어 섹션(12), 코어 와이어 섹션(12)에 의해 고정되어 그로부터 방사상으로 연장되는 복수의 섬유 또는 강모(14), 및 코어 와이어 섹션(12)의 원위 단부에서 코어 와이어 섹션(12)에 부착된 몰드 팁(16)을 포함한다. 사용자가 브러시(10)를 파지하여 조작할 수 있게 하기 위해, 핸들(도시되지 않음)이 몰드 팁(16)의 반대쪽 스템의 단부에 고정될 수 있다.

일 실시예에서, 브러시는 가역적으로 자체 되접힘되는 유연성 금속 와이어를 사용하여 통상적인 방식으로 제조될 수 있다. 소정 길이의 복수의 강모가 와이어의 2개의 동연적(coextensive) 레그부 사이에 배치된다. 그런 다음, 와이어는 나선형 구조의 코어(12)를 형성하도록 꼬여지고, 강모의 길이의 중간 지점을 파지하여, 필라멘트(14)가 크림프(crimp)되어 반으로 접혀지게 한다. 강모들(14)의 외측 선단부들이 대략 소정 직경의 원통형 형상 또는 원추형 형상을 형성한다. 강모들(14)은 다양한 추가적인 형상들에 도달하도록 추가로 트리밍(trimming)될 수 있다. 이는 트위스트 인 와이어 브러시를 형성하는 하나의 예시적인 방법이지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업계에 알려진 트위스트 인 와이어 브러시를 형성하는 임의의 제조 공정 또는 방법이 사용될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

예를 들어, 상술한 단일 와이어 대신에 복수의 와이어가 사용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 그러한 상황에서는, 복수의 와이어가 서로 인접하게 배치되고, 복수의 강모가 와이어들 사이에 배치되고, 와이어들이 나선형 구조의 코어를 형성하고 강모들을 제 위치에 고정시키도록 함께 꼬여질 수 있다. 와이어 브러시 및 트위스트 인 와이어 브러시를 형성하는 다른 방법 및 구성들이 당업계에 공지되어 있으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 현재의 디자인에 통합될 수 있다.

일 실시예에서, 나선형 금속 와이어 코어(12)는 서로의 둘레로 나선형 구조로 꼬여져 강모 블록을 고정시키는 적어도 2개의 동연적 레그부로 이루어진다. 금속 와이어 코어(12)는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 금속 또는 금속 합금이 사용될 수도 있겠지만, 니켈 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 스틸 합금, 탄소강 합금, 코발트 합금 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 코어 와이어 섹션은 단일 길이의 와이어를 포함할 수 있으며, 브러시가 와이어 코어에 의해 제 위치에 고정되는 강모를 포함할 필요는 없다.

이제 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 코어 와이어 섹션/스템(12)의 원위 단부에는 이후에 기술되는 바와 같이 몰드 팁(16)을 위한 유지 장치 또는 고정 지점을 한정하는 일체형의 실질적으로 구형인 팁 또는 볼(18)이 형성되어 있다. 일체형 볼(18)은 그 전체가 여기에 참조되는 미국 특허 제8,850,650호에 개시된 바와 같이 강모(14)를 고정시키기 위해 코어(12)를 꼰 후에 코어 섹션(12)의 원위 단부를 용융 또는 용접함으로써 와이어 코어의 원위 단부에 형성될 수 있다. 특히, 코어(12)의 원위 단부에 매끄럽고 실질적으로 둥근 볼(18)을 형성하기 위해, 본 발명은 브러시(10)의 와이어 코어(12)의 원위 단부를 "용융"시키기 위해 고 에너지 융합 용접(high-energy fusion welding)을 사용한다. 예를 들어, "노즈 단절형(broken nose)" 브러시의 경우, 용접이 사전 제조된 코어 와이어 섹션의 동연적 레그부들의 단부 표면들을 일정하고 매끄러우며 비분리성의 둥근 팁으로 용융시키는 데 사용된다. "단부 연속형(continuous end)" 브러시의 경우, 원위 단부의 용접이 임의의 날카롭거나 불균일한 모서리를 용융시켜 제거하고, 마찬가지로 일정하고 매끄러우며 비분리성의 둥근 팁을 형성한다. 또한, 코어 섹션(12)의 원위 단부에서의 용융은 또한 존재할 수 있는 오염물 포착 보이드(void)를 제거한다. 일단 융합되면, 동연적 레그부들은 서로로부터 분리될 수 없으며, 둥근 팁도 코어 섹션(12)으로부터 분리 불가능하다. 중요하게도, 코어 와이어 섹션(12)의 원위 단부의 용접 또는 용융은 브러시(10)의 볼(18)과 코어 와이어 섹션(12) 사이의 금속 결합을 발생시킨다.

레이저, 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 플라즈마 아크 용접 및 전자 빔 용접과 같은 특정 용접 기술이 코어(12)의 원위 단부를 용융시켜 구형 팁(18)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 특히, 다른 파라미터가 사용될 수 있겠지만, 바람직한 파라미터 범위는 가스 텅스텐 아크 용접의 경우 .001 밀리암페어 내지 200 암페어, 전자 빔 용접의 경우 15 Kv - 200 Kv, 플라즈마 아크 용접의 경우 1 암페어 - 200 암페어이다. 레이저 기술의 경우, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 다른 파장이 사용될 수 있겠지만, 근자외선 및/또는 근적외선 레이저 소스가 바람직하다. 여기에 설명되는 실시예는 구형 팁을 개시하지만, 특정 실시예에서, 팁은 대체로 구형(즉, 완전한 구형이 아닌)일 수 있다. 팁은 후술되는 바와 같이 대응하는 형상부(예를 들어, 볼 형상 소켓) 내에 유지될 수 있는 정도로 구형일 수 있다.

구형 팁(18)은, 일단 형성되면, 코어(12)와 팁(18)이 단일체의 용접 또는 용융된 피스가 되기 때문에, 즉 코어 와이어 섹션과 구형 팁(18)이 균질(임의의 다른 양의 재료의 추가 없이 동일한 재료 피스로 형성된)하기 때문에, 와이어 코어(12)로부터 분리될 수 없다는 것이 본 발명의 또 다른 장점이다. 본 발명의 브러시(10) 상에 형성된 용융형 팁(18)의 또 다른 장점은 그와 같은 팁은 브러시 자체의 구조적 강도를 증가시키고, 이것이 와이어 코어(12)의 레그부들이 풀리게 되지 않는 것을 보장하는 것을 실질적으로 돕는다는 점이다.

상기와 관련하여, 일체형의 구형 팁(18)은 또한 몰드 팁(16)이 브러시(10)의 원위 단부에 부착되어 고정되는 메카니즘을 제공한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 몰드 팁(16)은 몰드 코어 섹션(20) 및 몰드 코어 섹션(20) 상에 수취되는 몰드 강모 섹션(22)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 몰드 코어 섹션(20)은 내부에 개구부(26)를 갖는 단부(24)를 가진 대체적 원통부이며, 개구부(26)는 몰드 코어 섹션을 관통하여 단부(24) 반대쪽의 실질적으로 구형인 캐비티(28)까지 연장된다. 구형 캐비티(28)는 실질적으로 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 브러시(10)의 코어 섹션(12)의 구형 볼(18)을 내부에 밀접하게 수용하기 위한 크기 및 형상으로 되어 있는 소켓을 한정한다. 일 실시예에서, 몰드 팁(16)의 몰드 코어 섹션(20)은 플라스틱 또는 다른 폴리머로 형성된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 몰드 팁(16)의 몰드 강모 섹션(22)은 복수의 강모(30)를 바깥쪽으로 연장시킨 대체로 중공형인 바디를 형성한다. 중공형 바디의 내부는 내부에 몰드 코어 섹션(20)을 밀접하게 수용하기 위한 크기 및 형상으로 되어 있다. 바람직한 실시예에서, 몰드 팁(16)의 몰드 강모 섹션(22)은 고무로 형성된다.

일 실시예에서, 몰드 코어 섹션(20)은 접착제 등을 사용하는 등과 같이 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 몰드 강모 섹션(22)에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 몰드 강모 섹션(22)과 몰드 코어 섹션(20)은 단일의 일체형 부품으로 형성될 수 있다. 몰드 강모 섹션(22) 및 몰드 코어 섹션(20)은 예를 들어 사출 성형, 회전 성형, 열 성형 등과 같은 당업계에 알려진 임의의 몰딩 공정을 이용하여 형성될 수 있다.

실시예에서, 몰드 팁(16)이 몰드 강모 섹션(22)을 몰드 코어 섹션(20)과 결합시킴으로써 형성된 후에, 팁(16)은 구형 볼(18)이 소켓(28)과 몰드 코어 섹션(20)을 관통하여 연장된 원통형 개구부 사이의 쇼울더(32)와 접촉할 때까지 몰드 팁(16)을 코어(12)의 원위 단부 위로 슬라이딩시킴으로써 브러시의 코어 와이어 섹션(12)에 고정될 수 있다. 그런 다음, 구형 볼(18)을 소켓(28) 내의 안착 위치로 가압하기 위한 축방향 압력이 사용되어, 볼-소켓형 조인트 또는 연결부를 형성한다. 이 위치에서, 볼(18)과 소켓(28)의 기하구조는 브러시(10)의 코어 섹션(12)으로부터 몰드 팁(16)이 분리되는 것을 방지하고, 코어 섹션(12)의 원위 단부 상에 몰드 팁(16)을 견고하게 유지시킨다. 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 소켓(28)은 와이어 코어 섹션(12)의 적어도 일부가 몰드 팁(16) 내의 통로 내에 수용되도록 몰드 팁(16)의 원위 단부에 형성될 수 있다. 이 구성은 몰드 팁(16)과 와이어 코어(12) 사이의 보다 견고한 연결을 제공하여, 와이어 코어(12)에 대한 팁(16)의 횡방향 또는 피벗팅 운동을 최소화시킨다. 특정 실시예에서, 다양한 기능에 대응하는 다양한 몰드 팁이 와이어 코어(12)에 대해 선택적으로 부착 및 탈착되어 종래 기술에서 볼 수 없었던 수준의 맞춤화(customization) 및 기능성을 제공할 수 있다.

중요하게도, 이 볼-소켓형 연결은 몰드 플라스틱 또는 고무 강모 블록을 트위스트 인 와이어 브러시의 원위 단부 상에 조립하는 비용 효율적이고 효과적인 수단을 제공한다. 또한, 볼-소켓 부착 메카니즘은 기존의 방법 및 장치보다 분리되기 덜 쉬운 견고한 연결을 제공한다. 기존의 장치와 대조적으로, 몰드 팁이 코어 와이어 섹션으로부터 분리되는 드문 사태에서, 코어 와이어 섹션의 일체형 팁(18)의 매끄러운 표면은 특히 그러한 분리가 사용자에 의해 검출되기 전에 브러시가 민감한 표면을 긁거나 파인 자국을 남기거나 손상시키는 것을 방지한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 소제 장치 상에 보호 팁을 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 전술한 바와 같이 브러시, 특히 트위스트 인 와이어 브러시를 제조하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 소제 장치 또는 브러시의 원위 단부를 전극 또는 레이저에 인접하게 위치시키는 단계, 강모 블록을 차폐시키는 단계, 및 브러시의 사전 제조된 코어 와이어 섹션을 일정하고 매끄러운 단일체의 비분리성의 둥근 팁으로 "용융"시키는 단계를 포함한다. 이러한 둥근 팁은 일단 형성되면 와이어 코어로부터 분리될 수 없으므로, 전술한 바와 같이 소제 표면 손상의 위험성을 감소시킨다. 또한, 본 방법은 또한 코어의 둥근 팁이 몰드 팁 내의 소켓에 수용될 때까지 몰드 팁을 코어의 둥근 팁 상으로 밀므로써 브러시의 둥근 팁에 복수의 강모를 갖는 몰드 팁을 부착하는 단계를 포함한다.

상술한 실시예는 트위스트 인 와이어 브러시의 원위 단부에 몰드 고무 강모 블록의 부착을 고려하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 볼-소켓 부착 메카니즘을 갖는 브러시는 일체형의 둥근 팁을 갖는 브러시의 와이어 코어 섹션의 원위 단부에 다양한 부착물을 고정하기 위한 다양한 용도에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 네일 에나멜(nail enamel) 및 마스카라 도포를 위해 트위스트 인 와이어 브러시에 오버몰드(overmold) 부품을 부착하는 등의 화장 용도의, 내시경, 세포학, 일반적 소제, 스타일렛(stylet) 등을 포함하는 의료용 용도의, 면봉 및 브러시를 포함하는 총기 관리 용도의 그리고 일반적인 소제 용도의 사용을 고려한다. 상술한 바와 같이, 와이어 브러시(10)의 코어 섹션(12)의 일체형 볼(18)은 브러시(10)의 원위 단부에 다양한 부착물을 부착하는 데 이용될 수 있으며, 강모 섹션 등을 부착하는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시예에서, 볼(18)은 내부 표면을 소제하거나 또는 그러한 내부 표면에 조성물을 균일하게 도포하는 데 이용하기 위해 돔형 또는 디스크형 다이어프램(dome or disc shaped diaphragm) 또는 스퀴지(squeegee)를 코어 와이어 섹션에 부착하는 데 이용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 강모 블록의 반대쪽의 코어 와이어 섹션의 근위 단부(예를 들어, 핸들 단부)도 제2 몰드 팁(52) 또는 다른 액세서리가 유사한 볼-소켓형 연결을 통해 부착될 수 있는 제2 둥근 단일체의 팁(50)을 형성하도록 용융될 수 있다. 제2 몰드 팁은 예를 들어 브러시의 원위 단부 상의 몰드 팁과 다른 강모 구조(예를 들어, 더 짧거나 더 조밀한 강모)를 가질 수 있거나, 또는 완전히 상이한 액세서리(예를 들어, 다이어프램(52) 또는 스퀴지)일 수 있다. 따라서, 본 발명의 브러시는 상이한 기능들을 수행하기 위해 다수의 별개의 브러시들을 사용할 필요성을 제거하는 이중 기능 또는 용도를 제공할 수 있다.

또한, 도 7 내지 도 10은 트위스트 인 와이어 브러시(200)의 구형 또는 볼 형상 팁(18)에 부착된 대안적인 몰드 브러시 팁(100)을 도시한다. 트위스트 인 와이어 브러시(200)는 상술한 트위스트 인 와이어 브러시와 동일한 방식으로 형성되고 동일한 구조를 가진다. 도시된 바와 같이, 브러시 팁(100)은 볼 형상 소켓(104)을 포함하는 코어 섹션(102) 및 코어 섹션(102)에 연결되어 그로부터 연장되는 복수의 강모(106)를 갖는 단일 몰드 피스이다. 상술한 팁(16)과 대조적으로, 브러시 팁(100)의 소켓(102)은 팁(100)의 근위 단부(즉, 원위 단부가 아닌)에 위치된다. 브러시(200)의 팁(18)은 브러시 팁(200)의 소켓(104) 내에 수용된다. 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 브러시 팁(100)과 브러시(200) 사이의 연결 지점은 조립된 브러시의 중간 지점에 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이는 브러시 팁(100)이 브러시(200)에 대해 피벗팅하는 것을 허용한다(즉, 관절형 볼-소켓 조인트가 그 조인트를 중심으로 피벗팅하는 것을 허용한다).

또한, 도 11 내지 도 13은 트위스트 인 와이어 브러시(200)의 구형 또는 볼 형상 팁(18)에 부착된 대안적인 몰드 브러시 팁(300)을 도시한다. 트위스트 인 와이어 브러시(200)는 상술한 트위스트 인 와이어 브러시와 동일한 방식으로 형성되고 동일한 구조를 가진다. 도시된 바와 같이, 브러시 팁(300)은 그것의 원위 단부에 볼 형상 소켓(304)을 포함하는 코어 섹션(302) 및 코어 섹션(302)에 연결되어 그로부터 연장되는 복수의 강모(306)를 갖는 단일 몰드 피스이다. 상술한 팁(16)과 마찬가지로, 브러시 팁(300)의 소켓(302)은 팁(300)의 원위 단부에 위치한다. 도시된 바와 같이, 브러시(200)의 브러시 팁(18)은 브러시 팁(300)의 소켓(304) 내에 수용되어, 조립된 브러시가 강모 섹션(14)(강모들이 브러시의 트위스트 코어 섹션(12)에 의해 제 위치에 고정된) 및 강모 섹션(302)(강모들이 몰드 팁(300) 내에 형성된)을 포함한다.

도 14 내지 도 16은 트위스트 인 와이어 브러시(200)의 구형 또는 볼 형상 팁(18)에 부착된 대안적인 몰드 브러시 팁(400)을 도시한다. 트위스트 인 와이어 브러시(200)는 상술한 트위스트인 와이어 브러시와 동일한 방식으로 형성되고 동일한 구조를 가진다. 도시된 바와 같이, 브러시 팁(400)은 볼 형상 소켓(404)을 한정하는 코어 섹션(402) 및 코어 섹션(402)에 연결되어 그로부터 연장되는 복수의 강모(406)를 갖는 단일 몰드 피스이다. 브러시(200)의 팁(18) 브러시 팁(400)의 소켓(404) 내에 수용되어, 조립된 브러시가 강모 섹션(14)(강모들이 트위스트 코어 섹션(12)에 의해 제 위치에 고정된) 및 강모 섹션(402)(강모들이 몰드 팁(400) 내에 형성된)을 포함한다.

이제 도 17 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 몰드 브러시 팁(500)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 브러시 팁(500)은 그것의 원위 단부에 볼 형상 소켓(504)을 포함하는 코어 섹션(502) 및 코어 섹션(502)에 연결되어 그로부터 연장되는 복수의 강모(506)를 갖는 단일 몰드 피스이다. 상술한 팁(16)과 마찬가지로, 브러시 팁(500)의 소켓(504)은 팁(500)의 원위 단부에 위치한다.

도 20 내지 도 22는 트위스트 인 와이어 브러시(200)의 구형 또는 볼 형상 팁(18)에 부착된 브러시 팁(500)을 도시한다. 트위스트 인 와이어 브러시(200)는 상술한 트위스트 인 와이어 브러시와 동일한 방식으로 형성되고 동일한 구조를 가진다. 도시된 바와 같이, 브러시(200)의 팁(18)은 브러시 팁(500)의 소켓(504) 내에 수용되어, 조립된 브러시는 강모 섹션(14)(강모들이 트위스트 코어 섹션(12)에 의해 제 위치에 고정된) 및 강모 섹션(502)(강모들이 몰드 팁(500)의 코어 섹션(502) 내에 형성된)을 포함한다. 특히, 도시된 바와 같이, 팁(500)의 강모(506)의 열들이 브러시(200)의 트위스트 와이어 코어(12)의 강모(14)의 중간에 수용되어, 강모들의 중첩된(nesting) 또는 서로 겹쳐진(intermeshed) 배열을 형성한다.

마지막으로 도 23 내지 도 25을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 몰드 브러시 팁(600)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 브러시 팁(600)은 원위 단부에 볼 형상 소켓(604)을 포함하는 코어 섹션(602) 및 코어 섹션(602)에 연결되어 그로부터 연장되는 복수의 강모(606)를 갖는 단일 몰드 피스이다. 상술한 팁(16)과 마찬가지로, 브러시 팁(600)의 소켓(604)은 팁(600)의 원위 단부에 위치한다.

도 26 내지 도 28은 트위스트 인 와이어 브러시(200)의 구형 또는 볼 형상 팁(18)에 부착된 브러시 팁(600)을 도시한다. 트위스트 인 와이어 브러시(200)는 상술한 트위스트 인 와이어 브러시와 동일한 방식으로 형성되고 동일한 구조를 가진다. 도시된 바와 같이, 브러시(200)의 팁(18)은 브러시 팁(600)의 소켓(604)에 수용되어, 조립된 브러시는 강모 섹션(14)(강모들이 브러시의 트위스트 코어 섹션(12)에 의해 제 위치에 고정된) 및 강모 섹션(602)(강모들이 몰드 팁(600)의 코어 섹션(602) 내에 형성된)을 포함한다. 특히, 도시된 바와 같이, 팁(600)의 강모(606)의 열이 브러시(200)의 트위스트 와이어 코어(12)의 강모(14)의 중간에 수용되어, 강모들의 중첩된 배열을 형성한다. 쉽게 이해되는 바와 같이, 일체형의 둥근 팁(18)을 갖는 트위스트 인 와이어 브러시(200)에 대한 부착물로서의 이러한 구조의 강모(606)를 갖는 팁(600)을 이용하면 조립된 브러시의 한쪽 부분의 강모 어레이가 브러시의 다른 부분의 강모보다 더 조밀하게 되는 것을 가능하게 해준다.

마지막으로 도 29 내지 도 35를 참조하면, 본 발명은 단지 트위스트 인 와이어 브러시의 단부에 몰드 팁을 고정시키는 것만으로 제한되지 않는다. 특히, 구형 팁은 직렬 구성으로 다양한 악세서리 및 장치를 서로 연결시키는 고정 지점(anchoring point)으로 활용될 수도 있다. 예를 들어, 도 29 내지 도 35에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템 및 방법은 다수의 강모 섹션을 서로 연결시켜, 화기의 배럴과 같은 길이방향 보어를 소제하기 위한 장치(700)를 형성하는 데 사용될 수 있다.

예를 들어, 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 장치(700)는 핸들(710), 및 핸들(710)에 커플링되고 복수의 커플링 또는 연결 부재(718)에 의해 단부 대 단부(end-to-end) 연결되는 복수의 브러시(예를 들어 와이어 브러시(712, 714, 716)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 장치(710)는 또한 핸들(710)로부터 브러시(712, 714, 716)를 이격시키기 위한 브러시(712)와 핸들(710) 중간의 이격 요소(spacing element)(720)(전술한 공정에 따라 양쪽 단부에 구형 팁(722. 724)을 형성시킨 도 28 및 도 29에 도시된 트위스트 와이어 코어부와 같은)를 포함할 수 있다.

도 31 내지 도 33을 참조하면, 핸들(710)은 양쪽 암(728, 730) 및 커플링 부재(732)의 대응하는 나사형 스터드 또는 샤프트(734)를 나사식으로 수용하도록 형성된 나사형 구멍을 갖는 파지 부재(726)를 포함하는 2 부분 피스(two part piece)일 수 있다. 대안적으로, 파지 부재(726)와 커플링 부재는 단일체 구성 요소로서 형성될 수 있다. 도 32에 가장 잘 도시된 바와 같이, 커플링 부재(732)는 스터드(734)에 반대쪽의 커플링 부재(732)의 단부에 위치되고 이격 요소(722)의 근위 단부 상의 구형 팁 또는 볼(722)(또는 대안적으로 브러시의 구형 팁)을 내부에 수용하도록 형성된 소켓(736)을 포함한다.

도 34 및 도 35에 도시된 바와 같이, 연결 부재(718)는 각각 한 쌍의 양쪽 리세스(recess) 또는 볼 형상 소켓(740, 742)을 양쪽 단부에 형성시킨 대체로 원통형인 바디(738)를 포함한다. 소켓(740, 742)은 이격 요소(720), 브러시(712, 714, 716) 중의 하나 또는 스퀴지 또는 다이어프램과 같은 또 다른 액세서리의 구형 볼 형상 팁을 내부에 수용하도록 형성된다. 일 실시예에서, 연결 부재(718), 커플링 부재(732) 및 파지 부재(726)는, 당업계에 알려진 다른 재료가 본 발명의 넓은 양태를 벗어나지 않고 당업계에 공지된 다른 재료가 또한 이용될 수도 있겠지만, 플라스틱 또는 다른 폴리머로 형성될 수 있다.

다시 한번 도 29 및 도 30을 참조하면, 이격 요소(720), 브러시(712, 714, 716) 및 다른 액세서리는 각각 전술한 방식으로(즉, 각각의 그러한 악세서리 또는 브러시의 와이어 코어 섹션의 단부를 용접시키거나 용융시키는 것에 의해) 한쪽 단부 또는 양쪽 단부에 구형 팁(750)을 포함하도록 제조될 수 있다. 그런 다음, 이격 요소(720), 브러시(712, 714, 716) 및 다른 액세서리는 구형 팁들을 연결 부재(718)의 소켓들 내에 상대결합시켜 체인(chain)을 형성함으로써 직렬로 단부 대 단부 연결될 수 있다. 그런 다음, 장치(700)는 총기 배럴과 같은 길이방향 보어 내로 삽입되고, 표면 준비 또는 소제를 위해 보어를 통해 당겨질 수 있다. 일 실시예에서, 브러시(712, 714, 716)는 3개의 브러시보다 더 많거나 적을 수 있으며, 상이한 표면 처리를 제공하기 위해 서로 다른 사양(예를 들어, 다른 강모 밀도, 강성도, 두께, 강모 블록 직경 등)을 가질 수 있다. 중요하게도, 이 구성은 임의의 그와 같은 장치가 브러시 또는 악세서리를 더하거나 빼는 것에 의해 특정 기능을 수행하도록 용이하게 맞춤화되거나 순응되는 것을 가능하게 해준다.

상술한 실시예들이 구형 팁을 몰드 팁, 연결 부재 또는 커플링 부재에 고정시키기 위한 스냅 끼워맞춤 또는 마찰 끼워맞춤과 같은 기계적 끼워맞춤의 사용을 개시하고 도시하지만, 다른 여타의 고정 수단도 본 발명의 넓은 양태를 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 몰드 팁 또는 연결 부재 내의 내부 통로 및/또는 소켓이 와이어 코어의 볼 형상 단부에 보다 밀접하게 일치하도록 몰드 팁 또는 연결 부재를 약간 용융시키거나 열 수축시키기 위해 열이 가해질 수 있다(예를 들어, 몰드 팁 또는 연결 부재 등에). 또한, 열은 코어 와이어 섹션으로부터의 몰드 팁의 제거를 방지하기 위해 코어 와이어 섹션을 향해 연장되는 프롱(prong) 또는 돌출부를 형성하도록 몰드 팁에 선택적으로 가해질 수 있다.

본 발명은 상세한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 그 요소들이 균등한 요소들로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 적응시키기 위한 수정들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 상세한 설명에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 개시의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것이다.

Claims

브러시에 있어서,
근위 단부 및 원위 단부를 갖는 와이어 코어;
상기 와이어 코어의 원위 단부 상에 형성된 코어 팁으로서, 상기 와이어 코어와 단일체이고 상기 원위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융 또는 용접함으로써 형성되는 코어 팁; 및
상기 와이어 코어에 부착된 몰드 팁을 포함하고,
상기 몰드 팁을 상기 와이어 코어에 고정시키기 위해, 상기 와이어 코어의 코어 팁이 상기 몰드 팁의 바디 내에 형성된 소켓 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 1 항에 있어서,
상기 와이어 코어는 서로의 둘레로 나선형 구조로 꼬여진 적어도 2개의 레그부를 포함하고;
상기 브러시는 상기 레그부 사이에서 상기 와이어 코어에 고정되고 상기 와이어 코어로부터 바깥쪽으로 방사상으로 연장되는 복수의 강모를 포함하고;
상기 코어 팁은 구형 팁이고;
상기 몰드 팁은 상기 바디로부터 연장되는 복수의 강모를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 2 항에 있어서,
상기 레그부는 금속으로 형성되고;
상기 몰드 팁은 플라스틱 및 고무 중의 적어도 하나로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 3 항에 있어서,
상기 소켓은 상기 몰드 팁의 근위 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 3 항에 있어서,
상기 소켓은 상기 몰드 팁의 원위 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 2 항에 있어서,
상기 구형 팁은 임의의 다른 양의 재료의 추가 없이 상기 와이어 코어의 기존의 재료로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 2 항에 있어서,
상기 몰드 팁의 상기 강모의 적어도 일부가 상기 와이어 코어의 상기 강모와 서로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 2 항에 있어서,
상기 와이어 코어의 상기 근위 단부 상에 형성된 제2 구형 팁으로서, 상기 와이어 코어와 단일체이고 상기 근위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융 또는 용접함으로써 형성되는 제2 구형 팁을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 8 항에 있어서,
상기 와이어 코어의 상기 제2 구형 팁에 장착된 제2 몰드 팁을 더 포함하고;
상기 제2 몰드 팁을 상기 와이어 코어에 부착시키기 위해, 상기 와이어 코어의 상기 제2 구형 팁이 상기 제2 몰드 팁 내에 형성된 소켓 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 브러시.
트위스트 인 와이어 브러시를 형성하는 방법에 있어서,
와이어 코어 및 상기 와이어 코어로부터 방사상으로 연장되고 상기 와이어 코어에 고정되는 강모 블록을 한정하는 복수의 강모를 갖는 브러시를 제공하는 단계;
구형 팁을 형성하기 위해, 상기 와이어 코어의 원위 단부에 에너지원을 가함으로써, 상기 와이어 코어의 원위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융시키는 단계; 및
상기 구형 팁에 몰드 팁을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 몰드 팁은 복수의 강모 및 상기 몰드 팁 내에 형성된 소켓을 포함하고;
상기 구형 팁에 몰드 팁을 장착하는 단계는 상기 구형 팁이 상기 몰드 팁의 상기 소켓 내에 수용될 때까지, 상기 몰드 팁 및 상기 와이어 코어 중의 적어도 하나를 상기 몰드 팁 및 상기 와이어 코어 중의 다른 하나에 대해 축방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 강모 블록에 대한 손상을 방지하기 위해, 상기 와이어 코어의 일부를 용융시키는 단계 이전에, 상기 강모 블록을 상기 에너지원으로부터 차폐시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 와이어 코어는 금속으로 형성된 복수의 트위스트 레그부를 포함하고;
상기 몰드 팁은 플라스틱 및 고무 중의 적어도 하나로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 소켓은 상기 몰드 팁의 근위 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 소켓은 상기 몰드 팁의 원위 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 구형 팁을 형성하기 위해 상기 와이어 코어의 일부를 용융시키는 단계는 레이저 빔 용접, 가스 텅스텐 아크 용접, 플라즈마 아크 용접 및 전자 빔 용접 중의 적어도 하나에 의해 성취되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
제2 구형 팁을 형성하기 위해, 상기 와이어 코어의 근위 단부에 에너지원을 가함으로써, 상기 와이어 코어의 근위 단부에서 상기 와이어 코어의 일부를 용융시키는 단계; 및
상기 제2 구형 팁에 제2 몰드 팁을 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 몰드 팁은 제1 소켓 및 상기 제1 소켓 반대쪽의 제2 소켓을 갖는 연결 부재를 한정하고;
상기 제1 소켓은 상기 브러시의 상기 구형 팁을 수용하도록 형성되고;
상기 제2 소켓은 상기 브러시 및 제2 브러시가 단부 대 단부로 연결되도록 상기 제2 브러시의 단부 상에 형성된 제2 구형 팁을 수용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
브러시에 있어서,
근위 단부 및 원위 단부를 갖는 와이어 코어 및 상기 와이어 코어의 상기 근위 단부 및 상기 원위 단부 중의 적어도 하나에 형성되는 구형 팁을 포함하는 제1 브러시 부재;
근위 단부 및 원위 단부를 갖는 와이어 코어 및 상기 와이어 코어의 상기 근위 단부 및 상기 원위 단부 중의 적어도 하나에 형성되는 구형 팁을 포함하는 제2 브러시 부재; 및
제1 단부에 제1 소켓을 형성시키고 제2 단부에 제2 소켓을 형성시킨 바디를 갖는 연결 부재를 포함하고,
상기 제1 브러시 부재와 상기 제2 브러시 부재가 함께 직렬 구조로 연결되도록, 상기 제1 브러시 부재의 구형 팁이 상기 연결 부재의 상기 제1 소켓 내에 수용되고, 상기 제2 브러시 부재의 구형 팁이 상기 연결 부재의 상기 제2 소켓 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 19 항에 있어서,
상기 제1 브러시 부재 및 상기 제2 브러시 부재의 상기 구형 팁들은 각각 상기 제1 브러시 부재 및 상기 제2 브러시 부재의 상기 와이어 코어와 단일체이고, 각각 상기 제1 브러시 부재 및 상기 제2 브러시 부재의 상기 와이어 코어의 일부를 용융 또는 용접함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시.
제 20 항에 있어서,
소켓을 갖는 핸들;
상기 핸들에 볼-소켓 연결을 통해 연결되는 이격 요소로서, 근위 단부에서 상기 이격 요소를 용융 또는 용접함으로써 형성된 근위 단부에서의 제1 구형 팁 및 원위 단부에서 상기 이격 요소를 용융 또는 용접함으로써 형성된 원위 단부에서의 제2 구형 팁을 갖고, 상기 제1 구형 팁이 상기 핸들의 소켓 내에 수용되는 이격 요소; 및
상기 이격 요소에 그리고 상기 제1 브러시 부재에 각각의 볼-소켓 연결을 통해 연결되는 제2 연결 부재를 더 포함하고,
상기 제2 연결 부재는 상기 이격 요소의 제2 구형 팁을 수용하도록 형성된 제1 소켓 및 상기 제1 브러시 부재의 제2 구형 팁을 수용하도록 형성된 제2 소켓을 가지고;
상기 핸들, 상기 이격 요소, 상기 제1 브러시 부재 및 상기 제2 브러시 부재는 단부 대 단부로 연결되는 것을 특징으로 하는 브러시.